乐湖华研题库
学生教师

例 3.1.3

medium一级题目发布者: ai-batch

题干

设 (X,Y)(X,Y)(X,Y) 的联合密度函数为

p(x,y)={6e−2x−3y,x>0,  y>0,0,其他.p(x,y) = \begin{cases} 6\mathrm{e}^{-2x-3y}, & x>0,\; y>0, \\ 0, & \text{其他}. \end{cases}p(x,y)={6e−2x−3y,0,​x>0,y>0,其他.​

试求:(1) P(X<1,  Y>1)P(X<1,\; Y>1)P(X<1,Y>1);(2) P(X>Y)P(X>Y)P(X>Y)。

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解析

(1) 积分区域见图 3.1.3(a) 中的阴影部分 D1D_1D1​,

图 3.1.3 p(x,y) 的非零区域与有关事件的交集部分

P(X<1,  Y>1)=P((X,Y)∈D1)=∫1∞∫016e−2x−3y dxdyP(X<1,\; Y>1) = P((X,Y) \in D_1) = \int_1^{\infty} \int_0^1 6\mathrm{e}^{-2x-3y}\,\mathrm{d}x\mathrm{d}yP(X<1,Y>1)=P((X,Y)∈D1​)=∫1∞​∫01​6e−2x−3ydxdy =6∫01e−2x dx∫1∞e−3y dy=(1−e−2) e−3≈0.0430.= 6\int_0^1 \mathrm{e}^{-2x}\,\mathrm{d}x \int_1^{\infty} \mathrm{e}^{-3y}\,\mathrm{d}y = (1-\mathrm{e}^{-2})\,\mathrm{e}^{-3} \approx 0.0430.=6∫01​e−2xdx∫1∞​e−3ydy=(1−e−2)e−3≈0.0430.

(2) 积分区域见图 3.1.3(b) 中的阴影部分 D2D_2D2​,从而容易写出累次积分。

P(X>Y)=P((X,Y)∈D2)=∫0∞ ⁣∫0x6e−2xe−3y dydx=∫0∞2e−2x(1−e−3x) dxP(X>Y) = P((X,Y) \in D_2) = \int_0^{\infty}\!\int_0^{x} 6\mathrm{e}^{-2x}\mathrm{e}^{-3y}\,\mathrm{d}y\mathrm{d}x = \int_0^{\infty} 2\mathrm{e}^{-2x}(1-\mathrm{e}^{-3x})\,\mathrm{d}xP(X>Y)=P((X,Y)∈D2​)=∫0∞​∫0x​6e−2xe−3ydydx=∫0∞​2e−2x(1−e−3x)dx =(−e−2x+25e−5x)∣0∞=1−25=35.= \left(-\mathrm{e}^{-2x}+\frac{2}{5}\mathrm{e}^{-5x}\right)\bigg|_0^{\infty} = 1 - \frac{2}{5} = \frac{3}{5}.=(−e−2x+52​e−5x)​0∞​=1−52​=53​.

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